Ácido Sulfúrico – História

A história da obtenção do mais útil dos produtos químicos.

Neste artigo detalharemos o histórico da descoberta, obtenção e produção de ácido sulfúrico.

O mais útil dos produtos químicos

12.História

Credita-se a descoberta do ácido sulfurico ao alquimista medieval de origem árabe Jabir ibn Hayyan (Geber), embora se mencione também o alquimista e médico persa do século IX ibn Zakariya al-Razi (Al-Razi).[2] Al-Razi obteve a substância pela destilação seca de minerais, entre os quais o sulfaro de ferro (II) heptaidratado (FeSO₄ • 7H₂O), também chamado de sulfato ferroso ou vitríolo verde, e o sulfato de cobre (II) pentahidratado (CuSO₄ • 5H₂O), chamado de sulfato cúprico, vitríolo azul ou vitríolo romano, ou ainda misturas destes sais e misturas deles com água.[1]

Geber (721-815)[1] (www.pre-renaissance.com)

Al-Razi (www.metaexistence.org).

Pelo aquecimento, estes compostos decompõem-se respectivamente a óxido de ferro (II) e de óxido de cobre (II), liberando água e gás trióxido de enxofre, que reagem de maneira a produzir uma solução diluída de ácido sulfúrico. Por causa deste processo de obtenção, após as traduções dos tratados de alquimia islâmicos, tal método de produção do ácido sulfúrico tornou-se popular entre os alquimistas da Europa, destacando-se o alemão do século XIII Albertus Magnus, recebendo desta maneira os nomes de óleo de vitríolo, espírito de vitríolo, ou simplesmente vitríolo, entre outros.[1][15][16]

Forno em cone para a primitiva produção de ácido sulfúrico

(kojomoe.files.wordpress.com).

Utilizou-se igualmente o sulfato de zinco ou vitríolo branco, sulfato de ferro (III) ou vitríolo de marte, e o sulfato de cobalto (II), ou vitríolo vermelho. É de se observar que a palavra vitríolo advém do latim “vitreus“, que significa cristal, referindo-se a aparência dos cristais de tais sais, que podem apresentar grande tamanho, como o sulfato de cobre, conhecido em grandes cristais formados naturalmente na região do Rio Tinto, na Espanha.

Sulfato de cobre natural (www.galleries.com).

Rio Tinto (www.sciencebuzz.org).

www.crystalinks.com

O químico teuto-holandês Johann Glauber preparou o ácido sulfúrico pela combustão de enxofre com salitre (nitrato de potássio, KNO₃) com vapor d’água, no século XVII. A oxidação do enxofre a SO₃ se dá com a decomposição do salitre. Combinando-se este gás com a água, há a formação de ácido sulfúrico.

Johann Rudolf Glauber (www.absoluteastronomy.com).

Um farmacêutico londrino, Joshua Ward, em 1736, através deste método passou a produzir o ácido sulfúrico pela primeira vez em larga escala.

Joshua Ward (www.twickenham-museum.org.uk ).

John Roebuck, em Birmingham, em 1746, passou a produzir o ácido sulfúrico pelo mesmo método de Ward em câmaras revestidas internamente de chumbo, com a vantagem de apesentarem resistência mecânica superior ao vidro, baixo custo e poderem ser construídas em tamanhos superiores às instalações de vidro anteriormente utilizadas.

Fabricação de ácido sulfúrico com múltiplos equipamentos de vidro (gravura de um livro de 1889 - www.agefotostock.com).

Este processo, chamado de “processo das câmaras de chumbo”, deu início ao processo de efetiva industrialização da produção do ácido sulfúrico, e somado a aperfeiçoamentos, passou a ser o processo predominante da produção pelos dois séculos seguintes.

John Roebuck (bonesspottery.co.uk).

A concentração obtível para o ácido sulfúrico pelo método de John Roebuck limitava-se a apenas 35-40%. Aperfeiçoamentos posteriores do processo pelos químicos Joseph-Louis Gay-Lussac, francês, e John Glover, britânico, permitiram o aumento da concentração final obtível para 78%. Mas a fabricação de determinados pigmentos e outros processos químicos exigiam soluções de ácido sulf´[urico ainda mais concentradas a custo baixo, e no século XVIII, isto só era obtível pela destilação seca de minerais, aos mesmos moldes do que era feito pelos alquimistas. Um dos processos era o aquecimento de pirita (dissulfeto de ferro), FeS₂, ao ar, formando sulfato de ferro (III) (Fe₂(SO₄)₃), que por aquecimento a 480 °C, decompõe-se a óxido de ferro (III) e trióxido de enxofre, o qual era borbulhado em água para resultar em um ácido sulfúrico de maior concentração. Tal processo, ainda que eficaz na produção de ácido sulfúrico de alta concentração, era inviável economicamente em larga escala.

Joseph-Louis Gay-Lussac (www.nndb.com).

Câmaras de chumbo para a produção de ácido sulfúrico em grande escala, 1874 (www.heritage-print.com).

Peregrine Phillips, comerciante de vinagre britânico, em 1831, patenteou o processo hoje conhecido como "processo de contato", capaz de produzir tanto trióxido de enxofre quanto ácido sulfúrico de elevada concentração, com características de viabilidade econômica que hoje o levam a ser o processo basicamente único de produção de ácido sulfúrico.

Esquema de uma unidade de produção de ácido sulfúrico pelo processo de contato.[17]

Em 1889 foi demonstrado que o processo era favorecido por um excesso de oxigênio na mistura gasosa.[1]

Imagem da concepção da molécula de ácido sulfúrico por Dalton,

com três átomos de oxigênio cercando um átomo de enxofre (static.newworldencyclopedia.org).

Uma antiga unidade de produção de ácido sulfúrico (www.igg.org.uk).

Inicialmente, usou-se platina como catalisador, principiando o uso de vanádio por 1920. A invenção de Phillips não foi um êxito comercial por mais de 40 anos, pelos motivos de que não havia demanda para os ácidos fumegantes, não se conhecia bem a catálise em fase gasosa e a tecnologia química desenvolvia-se lentamente.[1]

Uma planta de ácido sulfúrico em Copperhill em 1912 (Environmental Protection Agency - EUA).

A aplicação de tal processo ganhou espaço graças à indústria de corantes e sua demanda por ácidos fumegantes.

Ácido sulfúrico diluído era usado no tratamento de gastrite tipo ácida e concentrado era usado como um cáustico de uso tópico (na pele).[2]

Referências

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17. Brownlee, Raymond B., Fuller, Robert W., Hancock, William J., Sohon, Michael D., Whitsit, Jesee E. First Principles of Chemistry(Boston: Allyn and Bacon, 1907) 161